JP4623717B2

JP4623717B2 - Ink supply apparatus and pressure generation method

Info

Publication number: JP4623717B2
Application number: JP2004357745A
Authority: JP
Inventors: 祐一高橋; 宗孝太田; 大輔中村; 武志三浦; 一穂灰田
Original assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2024-12-10
Also published as: JP2006159811A

Description

本発明は、インクを吐出する印字ヘッドにインクを供給するインク供給装置、及び印字ヘッド内に圧力を発生させる圧力発生方法に関する。 The present invention relates to an ink supply device that supplies ink to a print head that discharges ink, and a pressure generation method that generates pressure in the print head.

印字ヘッド（記録ヘッド）から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置（インクジェット記録装置）が知られている。このインクジェット方式画像形成装置では、一般に、インクが吐出される複数のノズルが高密度に形成された小型の印字ヘッドを用いて高精細な画像を形成できる。また、この小型の印字ヘッドを複数配置して、各印字ヘッドに異なる色のインクを供給することにより、比較的安価で小型な構成で記録媒体にカラー画像を形成できる。インクジェット方式画像形成装置は上記のような利点を有するので、業務用、家庭用を問わず、プリンタ、ファクシミリ及び複写機など、様々な画像出力装置に用いられている。 2. Related Art Inkjet image forming apparatuses (inkjet recording apparatuses) that form images by ejecting ink from a print head (recording head) onto a recording medium are known. In this inkjet image forming apparatus, generally, a high-definition image can be formed using a small print head in which a plurality of nozzles from which ink is ejected are formed at high density. Further, by arranging a plurality of small print heads and supplying inks of different colors to the print heads, a color image can be formed on a recording medium with a relatively inexpensive and small configuration. Inkjet image forming apparatuses have the advantages as described above, and are used in various image output apparatuses such as printers, facsimiles, and copiers regardless of whether they are for business use or home use.

上記のようなインクジェット方式画像形成装置では、印字ヘッドからのインク吐出動作を安定化させるために、印字ヘッド内のインクを所定の負圧に維持する（印字ヘッド内のインクに作用する圧力を所定の負圧に保つ）ことが重要である。このため、一般には、印字ヘッドにインクを供給するインク供給系中に負圧発生手段を備え、その負圧発生手段によって負圧を付与したインクを印字ヘッドに供給している。 In the ink jet image forming apparatus as described above, in order to stabilize the ink ejection operation from the print head, the ink in the print head is maintained at a predetermined negative pressure (the pressure acting on the ink in the print head is set to a predetermined value). It is important that the negative pressure is maintained. For this reason, in general, a negative pressure generating means is provided in an ink supply system for supplying ink to the print head, and ink to which negative pressure is applied by the negative pressure generating means is supplied to the print head.

このような負圧発生手段として、インクタンク内に収容したスポンジ状のインク吸収体の毛管作用を利用して負圧を発生する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、他の負圧発生手段として、可撓性のインクバッグと弓形ばねとを備えた構成も知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、他の負圧発生手段として、印字ヘッドよりも下方にインクタンクを配置しておき、水頭差を利用してインクに負圧を付与する構成も知られている（例えば、特許文献３参照）。 As such negative pressure generating means, a configuration is known in which negative pressure is generated by utilizing the capillary action of a sponge-like ink absorber housed in an ink tank (see, for example, Patent Document 1). As another negative pressure generating means, a configuration including a flexible ink bag and a bow spring is also known (see, for example, Patent Document 2). Further, as another negative pressure generating means, there is also known a configuration in which an ink tank is disposed below the print head and a negative pressure is applied to the ink using a water head difference (see, for example, Patent Document 3). ).

上記のような負圧発生手段によって一定の負圧が付与されたインクは、印字ヘッドからのインク吐出に伴って上昇する印字ヘッド内の負圧との差圧によって、インクタンクから印字ヘッド内に引き込まれるように供給される。この結果、印字ヘッド内が一定の負圧に保たれることになる。
特開２００２−１９８８号公報特開平０６−１９８９０４号公報特開２００３−１１３８０号公報 The ink to which a certain negative pressure is applied by the negative pressure generating means as described above is transferred from the ink tank into the print head due to a differential pressure from the negative pressure in the print head that rises as the ink is ejected from the print head. Supplied to be drawn. As a result, the inside of the print head is kept at a constant negative pressure.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-1988 Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-198904 JP 2003-11380 A

上述したような負圧発生手段を備えたインク供給系では、上述したように、印字ヘッドからのインク吐出に伴って印字ヘッド内の負圧が上昇し、この上昇する負圧に起因した圧力差を利用して、インクタンクから印字ヘッド内にインクを引き込むように供給している。このため、単位時間当りに印字ヘッドから吐出されるインクの量が急増したときは、インクタンクから印字ヘッドへのインク供給が追いつかず、この結果、印字ヘッド内の負圧が上昇する（印字ヘッド内のインクに作用する圧力が一定の圧力よりも低い圧力となる）ことがある。この逆に、単位時間当りに印字ヘッドから吐出されるインクの量が急減したときは、インクの慣性によって印字ヘッド内の負圧が下降する（印字ヘッド内のインクに作用する圧力が一定の圧力よりも高い圧力となる）ことがある。 In the ink supply system provided with the negative pressure generating means as described above, as described above, the negative pressure in the print head rises as the ink is ejected from the print head, and the pressure difference caused by this rising negative pressure. Is used to draw ink from the ink tank into the print head. For this reason, when the amount of ink ejected from the print head per unit time increases rapidly, the ink supply from the ink tank to the print head cannot catch up, and as a result, the negative pressure in the print head increases (print head The pressure acting on the ink in the ink may be lower than a certain pressure). Conversely, when the amount of ink ejected from the print head per unit time decreases rapidly, the negative pressure in the print head drops due to the inertia of the ink (the pressure acting on the ink in the print head is a constant pressure). Higher pressure).

このように印字ヘッド内の負圧が変動した場合、印字ヘッドからのインク吐出動作が不安定となって、画像の記録品位の低下を招くおそれがある。特に、大判サイズの記録媒体に画像を高速で記録するような産業用の印刷装置では、単位時間当りに印字ヘッドから吐出されるインクの量が大きく変化するので印字ヘッド内の負圧が変動し易い。このため、高い記録品位の要求に応えるためにも印字ヘッド内の負圧の変動を小さく抑えることが重要となる。 When the negative pressure in the print head fluctuates in this way, the ink discharge operation from the print head becomes unstable, and there is a possibility that the recording quality of the image is lowered. In particular, in an industrial printing apparatus that records an image on a large format recording medium at a high speed, the amount of ink ejected from the print head per unit time varies greatly, so the negative pressure in the print head fluctuates. easy. For this reason, in order to meet the demand for high recording quality, it is important to suppress fluctuations in the negative pressure in the print head.

また、同様に、大判サイズの記録媒体に画像を高速で記録するような産業用の印刷装置においてはユーザの交換するインクタンクと印字ヘッドとの間であって、この印字ヘッドよりも下方の位置にインクタンク（以下サブタンクという）を配置しておき、水頭差を利用してインクに負圧を付与する構成が広く採用されている。ところが、水頭差を利用するためにサブタンクと印字ヘッドの配置位置が上記のように限定されて制約されており、この制約から装置全体構成の自由度に少なからず影響が与えられる。 Similarly, in an industrial printing apparatus that records an image on a large-sized recording medium at a high speed, it is located between the ink tank and the print head exchanged by the user and below the print head. A configuration in which an ink tank (hereinafter referred to as a sub-tank) is disposed in the ink and a negative pressure is applied to the ink by utilizing a water head difference is widely adopted. However, in order to use the water head difference, the arrangement positions of the sub tank and the print head are limited and restricted as described above, and this restriction has a considerable influence on the degree of freedom of the overall configuration of the apparatus.

本発明は、上記事情に鑑み、インク容器と印字ヘッドの配置位置に関係無く、印字ヘッド内のインクに作用する圧力を適正な範囲内に保てるインク供給装置及び圧力発生方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an ink supply device and a pressure generation method capable of maintaining the pressure acting on the ink in the print head within an appropriate range regardless of the arrangement position of the ink container and the print head. And

上記目的を達成するための本発明のインク供給装置は、インクを吐出するノズル及びこのノズルに連通する液室が形成された印字ヘッドの前記液室に供給されるインクが貯められるインク容器を備え、前記インク容器から前記液室にインクを供給するインク供給装置において、
（１）前記インク容器と前記液室を循環するインクが流れるインク循環路と、
（２）該インク循環路にインクを循環させる循環ポンプとを備えたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, an ink supply apparatus of the present invention includes an ink container for storing ink supplied to the liquid chamber of a print head in which a nozzle for discharging ink and a liquid chamber communicating with the nozzle are formed. In the ink supply device for supplying ink from the ink container to the liquid chamber,
(1) an ink circulation path through which ink circulating through the ink container and the liquid chamber flows;
(2) A circulation pump for circulating ink in the ink circulation path is provided.

ここで、
（３）前記循環ポンプは、前記インク循環路に配置されたものであってもよい。 here,
(3) The circulation pump may be disposed in the ink circulation path.

また、
（４）前記インク循環路は、
（４―１）前記インク容器と前記液室とを接続する第１インク循環路と、
（４―２）この第１インク循環路が接続された部分とは異なる部分で前記インク容器と前記液室とを接続する第２インク循環路とを有するものであってもよい。 Also,
(4) The ink circulation path is
(4-1) a first ink circulation path that connects the ink container and the liquid chamber;
(4-2) It may have a second ink circulation path that connects the ink container and the liquid chamber at a part different from the part to which the first ink circulation path is connected.

さらに、
（５）前記第１インク循環路を開閉する開閉バルブを備えてもよい。 further,
(5) An opening / closing valve for opening / closing the first ink circulation path may be provided.

さらにまた、
（６）前記循環ポンプは、前記第１インク循環路に配置されたものであってもよい。 Furthermore,
(6) The circulation pump may be disposed in the first ink circulation path.

さらにまた、
（７）前記第２インク循環路を開閉する開閉バルブを備えてもよい。 Furthermore,
(7) An open / close valve for opening and closing the second ink circulation path may be provided.

さらにまた、
（８）前記循環ポンプは、正逆転していずれの方向にもインクを循環させるものであってもよい。 Furthermore,
(8) The circulation pump may circulate the ink in either direction by forward and reverse rotation.

さらにまた、
（９）前記循環ポンプは、ギアポンプ又はチューブポンプであってもよい。 Furthermore,
(9) The circulation pump may be a gear pump or a tube pump.

さらにまた、
（１０）前記循環ポンプは、前記インク循環路を循環させるインクの量を変更するものであってもよい。 Furthermore,
(10) The circulation pump may change an amount of ink circulating in the ink circulation path.

さらにまた、
（１１）前記液室内のインクに作用している圧力を検出する圧力検出センサを備え、
（１２）前記循環ポンプは、前記圧力検出センサで検出された圧力に基づいて、前記インク循環路を循環させるインクの量を変更するものであってもよい。 Furthermore,
(11) a pressure detection sensor for detecting a pressure acting on the ink in the liquid chamber;
(12) The circulation pump may change the amount of ink that circulates in the ink circulation path based on the pressure detected by the pressure detection sensor.

さらにまた、
（１３）前記循環ポンプは、前記印字ヘッドから吐出されるインクの単位時間当たりの量に基づいて、前記インク循環路を循環させるインクの量を変更するものであってもよい。 Furthermore,
(13) The circulation pump may change the amount of ink that circulates in the ink circulation path based on the amount of ink discharged from the print head per unit time.

さらにまた、
（１４）前記インク容器は、前記インク容器に貯められたインクの液面が前記印字ヘッドの前記ノズルのインク吐出口よりも上方に位置するように配置されたものであってもよい。 Furthermore,
(14) The ink container may be arranged such that the liquid level of the ink stored in the ink container is positioned above the ink discharge port of the nozzle of the print head.

また、上記目的を達成するための本発明の圧力発生方法は、インクを吐出するノズル及びこのノズルに連通する液室が形成された印字ヘッドの前記液室に供給されるインクが貯められるインク容器を備え、前記インク容器から前記液室にインクを供給するインク供給装置における、前記印字ヘッドに圧力を発生させる圧力発生方法において、
（１５）前記インク容器と前記液室との間でインクを循環させることにより前記印字ヘッドに圧力を発生させることを特徴とするものである。 Further, the pressure generating method of the present invention for achieving the above object includes an ink container for storing ink to be supplied to the liquid chamber of a print head in which a nozzle for discharging ink and a liquid chamber communicating with the nozzle are formed. In a pressure generation method for generating pressure on the print head in an ink supply device that supplies ink from the ink container to the liquid chamber,
(15) A pressure is generated in the print head by circulating ink between the ink container and the liquid chamber.

ここで、
（１６）循環させるインクの量を変更することにより、発生させる圧力を変更してもよい。 here,
(16) The pressure to be generated may be changed by changing the amount of ink to be circulated.

また、
（１７）インクが循環するインク循環路を、前記インク容器と前記液室とを接続する第１インク循環路と、この第１インク循環路が接続された部分とは異なる部分で前記インク容器と前記液室とを接続する第２インク循環路とで構成すると共に、前記第１インク循環路及び前記第２インク循環路にインクを循環させる循環ポンプを配置しておき、
（１８）該循環ポンプを駆動させることにより、前記第１インク循環路及び前記第２インク循環路にインクを循環させてもよい。 Also,
(17) An ink circulation path through which ink circulates is different from the first ink circulation path that connects the ink container and the liquid chamber, and the ink container at a portion that is different from the portion where the first ink circulation path is connected A circulation pump configured to circulate ink in the first ink circulation path and the second ink circulation path, in addition to the second ink circulation path connected to the liquid chamber;
(18) The ink may be circulated through the first ink circulation path and the second ink circulation path by driving the circulation pump.

さらに、
（１９）前記液室内のインクに作用している圧力を検出する圧力検出センサを用意しておき、
（２０）前記圧力検出センサで検出された圧力に基づいて、前記インク循環路を循環させるインクの量を変更してもよい。 further,
(19) A pressure detection sensor for detecting the pressure acting on the ink in the liquid chamber is prepared,
(20) The amount of ink circulating through the ink circulation path may be changed based on the pressure detected by the pressure detection sensor.

さらにまた、
（２１）前記印字ヘッドから吐出されるインクの単位時間当たりの量に基づいて、前記インク循環路を循環させるインクの量を変更してもよい。 Furthermore,
(21) The amount of ink circulating in the ink circulation path may be changed based on the amount of ink ejected from the print head per unit time.

なお、本明細書でいう、「記録」（画像形成とも称する）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も含むものとする。 As used herein, “recording” (also referred to as image formation) is not only for forming significant information such as characters and graphics, but also for human beings to be perceived visually, regardless of significance. Regardless of whether or not they are manifested, it includes cases where images, patterns, patterns, etc. are widely formed on a recording medium or the medium is processed.

また、「記録媒体」（シートとも称する）とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも含むものとする。 The “recording medium” (also referred to as a sheet) is not only paper used in general recording apparatuses but also widely accepts ink such as cloth, plastic film, metal plate, glass, ceramics, wood, leather, etc. This includes what is possible.

さらに、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様に広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を含むものとする。 Further, the term “ink” should be broadly interpreted in the same way as the definition of “recording”, and is applied to a recording medium to form an image, a pattern, a pattern, or the like, A liquid that can be used for ink processing (for example, solidification or insolubilization of a colorant in ink applied to a recording medium) is included.

本発明によれば、循環ポンプを駆動することによりインク循環路をインクが循環し、インク容器と液室との間でインクが循環することとなる。この循環の際に、インク循環路における圧力損失によって負圧が発生し、この負圧が液室に作用して印字ヘッド内のインク（ノズル内のインク）に作用する圧力を適正な範囲内の負圧に保てる。この結果、記録品位が向上する。また、インク容器と印字ヘッドの位置関係が限定されないので装置全体構成の自由度が向上する。さらに、印字ヘッドの液室内のインクが循環してインク容器に戻るので、液室内のインク中に存在する気泡を液室から除去できる。この結果、インクの吐出がいっそう安定する。 According to the present invention, the ink is circulated through the ink circulation path by driving the circulation pump, and the ink is circulated between the ink container and the liquid chamber. During this circulation, a negative pressure is generated due to a pressure loss in the ink circulation path, and this negative pressure acts on the liquid chamber so that the pressure acting on the ink in the print head (ink in the nozzle) is within an appropriate range. Can be kept at negative pressure. As a result, the recording quality is improved. Further, since the positional relationship between the ink container and the print head is not limited, the degree of freedom of the overall configuration of the apparatus is improved. Furthermore, since the ink in the liquid chamber of the print head circulates and returns to the ink container, bubbles present in the ink in the liquid chamber can be removed from the liquid chamber. As a result, ink ejection is further stabilized.

本発明は、記録紙などの記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式のプリンタに実現された。 The present invention has been realized in an ink jet printer that forms an image by ejecting ink onto a recording medium such as recording paper.

図１を参照して、本発明のインク供給装置が組み込まれたプリンタの一例を説明する。 With reference to FIG. 1, an example of a printer incorporating the ink supply device of the present invention will be described.

図１は、本発明のインク供給装置が組み込まれたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。 FIG. 1 is a front view schematically showing an example of a printer in which the ink supply apparatus of the present invention is incorporated.

プリンタ１０は、このプリンタ１０に画像情報を送るホストＰＣ（パソコン）１２に接続されている。プリンタ１０には、４つ（４本）の印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙが記録媒体（ここではロ−ル紙）Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）に並んで配置されている。４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。これら４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、所謂ラインヘッドであり、図１の紙面に直交する方向（矢印Ａ方向に直交する方向）に延びている。これら４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの長さは、プリンタ１０で印字できる記録媒体のうち最大の幅（図１の紙面に直交する方向の長さ）よりもやや長い。また、これら４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、画像形成中は固定されて動かない。 The printer 10 is connected to a host PC (personal computer) 12 that sends image information to the printer 10. In the printer 10, four (four) print heads 22 K, 22 C, 22 M, and 22 Y are arranged side by side in the conveyance direction (arrow A direction) of the recording medium (roll paper in this case). The four print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y respectively eject black, cyan, magenta, and yellow inks. These four print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y are so-called line heads, and extend in a direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1 (a direction orthogonal to the arrow A direction). The lengths of these four print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y are slightly longer than the maximum width (the length in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1) of the recording medium that can be printed by the printer 10. These four print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y are fixed and do not move during image formation.

４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから安定してインクを吐出できるように、プリンタ１０には、回復ユニット４０が組み込まれている。この回復ユニット４０によって、印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからのインク吐出状態は初期のインク吐出状態に回復する。回復ユニット４０には、回復動作のときに４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのインク吐出口形成面２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓからインクを除去するキャッピング機構５０が備えられている。キャッピング機構５０は各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに独立して設けられており、図１の例では６色分（即ち、６つのキャッピング機構５０）が示されているが、このうち２色分は印字ヘッド追加時の予備的な機構である。キャッピング機構５０は、周知のブレード、インク除去部材、ブレード保持部材、キャップ等から構成されている。 A recovery unit 40 is incorporated in the printer 10 so that ink can be stably ejected from the four print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y. By the recovery unit 40, the ink discharge state from the print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y is restored to the initial ink discharge state. The recovery unit 40 includes a capping mechanism 50 that removes ink from the ink discharge port formation surfaces 22Ks, 22Cs, 22Ms, and 22Ys of the four print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y during the recovery operation. The capping mechanism 50 is provided independently for each print head 22K, 22C, 22M, 22Y. In the example of FIG. 1, six colors (that is, six capping mechanisms 50) are shown. The color component is a preliminary mechanism when the print head is added. The capping mechanism 50 includes a known blade, an ink removing member, a blade holding member, a cap, and the like.

ロ−ル紙Ｐはロール紙供給ユニット２４から供給され、プリンタ１０に組み込まれた搬送機構２６によって矢印Ａ方向に搬送される。搬送機構２６は、ロ−ル紙Ｐを載置して搬送する搬送ベルト２６ａ、この搬送ベルト２６ａを回転させる搬送モータ２６ｂ、搬送ベルト２６ａに張力を与えるローラ２６ｃなどから構成されている。 The roll paper P is supplied from the roll paper supply unit 24 and is conveyed in the direction of arrow A by the conveyance mechanism 26 incorporated in the printer 10. The transport mechanism 26 includes a transport belt 26a for loading and transporting the roll paper P, a transport motor 26b for rotating the transport belt 26a, and a roller 26c for applying tension to the transport belt 26a.

ロ−ル紙Ｐに画像を形成する際には、搬送中のロ−ル紙Ｐの記録開始位置がブラックの印字ヘッド２２Ｋの下に到達した後に、記録データ（画像情報）に基づいて印字ヘッド２２Ｋからブラックインクを選択的に吐出する。同様に印字ヘッド２２Ｃ、印字ヘッド２２Ｍ、印字ヘッド２２Ｙの順に、各色のインクを吐出してカラー画像をロ−ル紙Ｐに形成する。プリンタ１０には、上記の部品・部材の他、各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに供給されるインクを貯めておくメインタンク２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙや、印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙにインクを供給したり回復動作をしたりするための各種ポンプ（図３等参照）などが備えられている。上記した各種ポンプなどによって本発明のインク供給装置の一例が構成されている。 When forming an image on the roll paper P, after the recording start position of the roll paper P being conveyed reaches below the black print head 22K, the print head is based on the recording data (image information). Black ink is selectively ejected from 22K. Similarly, ink of each color is ejected in the order of the print head 22C, the print head 22M, and the print head 22Y to form a color image on the roll paper P. The printer 10 includes main tanks 28K, 28C, 28M, and 28Y for storing ink supplied to the print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y, and the print heads 22K, 22C, and 22M, in addition to the components and members described above. , 22Y are provided with various pumps (see FIG. 3 and the like) for supplying ink and performing a recovery operation. An example of the ink supply device of the present invention is constituted by the various pumps described above.

図２を参照して、プリンタ１０の電気的な系統を説明する。 The electrical system of the printer 10 will be described with reference to FIG.

図２は、図１のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing an electrical system of the printer of FIG.

ホストＰＣ１２から送信された記録データやコマンドはインターフェイスコントローラ１０２を介してＣＰＵ１００に受信される。ＣＰＵ１００は、プリンタ１０の記録データの受信、記録動作、ロ−ル紙Ｐのハンドリング等全般の制御を掌る演算処理装置である。ＣＰＵ１００では、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ１０６にビットマップ展開して描画する。記録前の動作処理としては、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してキャッピングモータ１２２とヘッドアップダウンモータ１１８を駆動し、各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙをキャッピング機構５０から離して記録位置（画像形成位置）に移動させる。 Recording data and commands transmitted from the host PC 12 are received by the CPU 100 via the interface controller 102. The CPU 100 is an arithmetic processing unit that performs overall control such as reception of recording data of the printer 10, recording operation, handling of the roll paper P, and the like. After analyzing the received command, the CPU 100 renders the image data of each color component of the recording data by developing a bitmap on the image memory 106. As an operation process before recording, the capping motor 122 and the head up / down motor 118 are driven via the output port 114 and the motor driving unit 116, and the print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y are separated from the capping mechanism 50 for recording. Move to position (image forming position).

続いて、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してロ−ル紙Ｐを繰り出すロールモータ（図示せず）、及び低速度でロ−ル紙Ｐを搬送する搬送モータ１２０等を駆動してロ−ル紙Ｐを記録位置に搬送する。一定速度で搬送されるロ−ル紙Ｐにインクを吐出し始めるタイミング（記録タイミング）を決定するための先端検知センサ（図示せず）でロ−ル紙Ｐの先端位置を検出する。その後、ロ−ル紙Ｐの搬送に同期して、ＣＰＵ１００はイメージメモリ１０６から対応する色の記録データを順次に読み出し、この読み出したデータを各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに印字ヘッド制御回路１１２経由して（介して）転送する。 Subsequently, the roll motor (not shown) that feeds the roll paper P through the output port 114, the motor drive unit 116, the transport motor 120 that transports the roll paper P at a low speed, and the like are driven to drive the roll paper P. -The paper P is conveyed to the recording position. The leading end position of the roll paper P is detected by a leading edge detection sensor (not shown) for determining the timing (recording timing) at which ink starts to be discharged onto the roll paper P conveyed at a constant speed. Thereafter, in synchronism with the conveyance of the roll paper P, the CPU 100 sequentially reads the recording data of the corresponding color from the image memory 106, and prints the read data to the print heads 22K, 22C, 22M, 22Y. Transfer via the circuit 112.

ＣＰＵ１００の動作はプログラムＲＯＭ１０４に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムＲＯＭ１０４には、制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。また、作業用のメモリとしてワークＲＡＭ１０８を使用する。各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのクリーニングや回復動作時に、ＣＰＵ１００は、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してポンプモータ１２４を駆動し、インクの加圧、吸引等の制御を行う。 The operation of the CPU 100 is executed based on a processing program stored in the program ROM 104. The program ROM 104 stores processing programs and tables corresponding to the control flow. A work RAM 108 is used as a working memory. During the cleaning and recovery operations of the print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y, the CPU 100 drives the pump motor 124 via the output port 114 and the motor driving unit 116, and controls ink pressurization and suction.

図３から図５までを参照して、プリンタ１０に組み込まれたインク供給装置について説明する。 The ink supply device incorporated in the printer 10 will be described with reference to FIGS.

図３は、インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。図４は、印字ヘッドをクリーニングする際の手順を示すフロー図である。図５は、インク吐出面からインクを拭き取る手順を示す模式図であり、（ａ）は拭き取り開始前を示し、（ｂ）は、拭き取り終了直後を示し、（ｃ）は、拭き取り終了後の待機状態を示す。図３では、印字ヘッド２２Ｋにインクを供給したり、この印字ヘッド２２Ｋを回復させたりするためのインク供給装置を示すが、他の印字ヘッド２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙについても同じ構成のインク供給装置が備えられている。また、図３と図５では、図１と図２に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。 FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an ink supply device incorporated in an inkjet image forming apparatus. FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for cleaning the print head. FIG. 5 is a schematic diagram showing a procedure for wiping ink from the ink ejection surface, where (a) shows the state before the start of wiping, (b) shows the state immediately after the end of wiping, and (c) shows the standby state after the end of wiping. Indicates the state. Although FIG. 3 shows an ink supply device for supplying ink to the print head 22K and for recovering the print head 22K, the ink supply device having the same configuration is also used for the other print heads 22C, 22M, and 22Y. Is provided. 3 and 5, the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

プリンタ１０（図１参照）には、印字ヘッド２２Ｋにインクを供給するインク供給装置６０が組み込まれている。インク供給装置６０は、プリンタ１０の本体に着脱自在なインクタンク７０と、このインクタンク７０と印字ヘッド２２Ｋとをつなぐインク供給路６２の途中に配置されたサブタンク８０などから構成されている。サブタンク８０の下に印字ヘッド２２Ｋが配置されている。サブタンク８０に貯められたインクの液面は、印字ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎのインク吐出口よりも上方に位置する。 The printer 10 (see FIG. 1) incorporates an ink supply device 60 that supplies ink to the print head 22K. The ink supply device 60 includes an ink tank 70 that can be attached to and detached from the main body of the printer 10, a sub tank 80 disposed in the middle of an ink supply path 62 that connects the ink tank 70 and the print head 22 K, and the like. A print head 22K is disposed under the sub tank 80. The liquid level of the ink stored in the sub tank 80 is located above the ink discharge port of the nozzle 22Kn of the print head 22K.

サブタンク８０と印字ヘッド２２Ｋは、２つのインク流路６４，６６で接続されて（つながれて）いる。インク流路６４は、本発明にいう第１インク循環路の一例であり、インク流路６６は、本発明にいう第２インク循環路の一例である。サブタンク８０と印字ヘッド２２Ｋは同一のフレーム（図示せず）に固定されており、印字ヘッド２２Ｋと共にサブタンク８０及びインク流路６４，６６は移動する。 The sub tank 80 and the print head 22K are connected (connected) by two ink flow paths 64 and 66. The ink flow path 64 is an example of a first ink circulation path according to the present invention, and the ink flow path 66 is an example of a second ink circulation path according to the present invention. The sub tank 80 and the print head 22K are fixed to the same frame (not shown), and the sub tank 80 and the ink flow paths 64 and 66 move together with the print head 22K.

インク流路６４は、サブタンク８０の底部と印字ヘッド２２Ｋの液室（インクが貯められる部屋）２２Ｋｒの上部とを接続する。一方、インク流路６６は、インク流路６４が接続された部分とは異なる部分でサブタンク８０の底部と印字ヘッド２２Ｋの液室２２Ｋｒの上部とを接続する The ink flow path 64 connects the bottom of the sub tank 80 and the upper part of the liquid chamber (the chamber in which ink is stored) 22Kr of the print head 22K. On the other hand, the ink channel 66 connects the bottom of the sub tank 80 and the upper part of the liquid chamber 22Kr of the print head 22K at a portion different from the portion to which the ink channel 64 is connected.

インク流路６４には、サブタンク８０と液室２２Ｋｒの間でインクを循環させる循環ポンプ６８が取り付けられている。循環ポンプ６８を駆動させることにより、サブタンク８０内のインクは、インク流路６４を通って液室２２Ｋｒに流れ込み、さらに液室２２Ｋｒからインク流路６６を通ってサブタンク８０に戻り、さらに、インク流路６４に流れ込んで循環する。循環ポンプ６８の駆動を逆にすることにより、サブタンク８０内のインクは、インク流路６６を通って液室２２Ｋｒに流れ込み、さらに液室２２Ｋｒからインク流路６４を通ってサブタンク８０に戻り、さらに、インク流路６６に流れ込んで循環する。上記のように循環ポンプ６８は正逆転するものであり、いずれの方向にもインクを循環させられる。なお、循環ポンプ６８は、印字ヘッド２２Ｋをクリーニングする際にも使用される。 A circulation pump 68 that circulates ink between the sub tank 80 and the liquid chamber 22Kr is attached to the ink flow path 64. By driving the circulation pump 68, the ink in the sub-tank 80 flows into the liquid chamber 22Kr through the ink flow path 64, and further returns from the liquid chamber 22Kr through the ink flow path 66 to the sub-tank 80. It flows into the path 64 and circulates. By reversing the driving of the circulation pump 68, the ink in the sub tank 80 flows into the liquid chamber 22Kr through the ink flow path 66, and further returns from the liquid chamber 22Kr through the ink flow path 64 to the sub tank 80. Then, the ink flows into the ink flow channel 66 and circulates. As described above, the circulation pump 68 rotates in the forward and reverse directions, and ink can be circulated in any direction. The circulation pump 68 is also used when cleaning the print head 22K.

また、インク流路６４には、所定のタイミングでインク流路６４を開閉する待機バルブ６９が取り付けられている。一方、インク流路６６には、所定のタイミングでインク流路６６を開閉する加圧バルブ６７が取り付けられている。インク流路６６のうち加圧バルブ６７とサブタンク８０の間の部分には、インク流路６６内のインク圧力を検出する圧力検出センサ８１が取り付けられている。 A standby valve 69 that opens and closes the ink flow path 64 at a predetermined timing is attached to the ink flow path 64. On the other hand, a pressure valve 67 that opens and closes the ink channel 66 at a predetermined timing is attached to the ink channel 66. A pressure detection sensor 81 for detecting the ink pressure in the ink channel 66 is attached to a portion of the ink channel 66 between the pressurizing valve 67 and the sub tank 80.

サブタンク８０の上壁には、サブタンク８０の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ８４が固定されている。この大気開放バルブ８４を開放することにより、サブタンク８０の内部圧力は大気圧に等しくなる。また、サブタンク８０には、このサブタンク８０に貯められているインク（貯蔵インク）の液面レベルを検知する周知の液面検知センサ８６が取り付けられている。液面検知センサ８６が、サブタンク８０内のインク液面が一定レベル以下になったと検知したときは、供給ポンプ７２が稼動し始めてインクタンク７０からインクが吸引されてサブタンク８０に供給される。一方、液面検知センサ８６が、サブタンク８０内のインク液面が予め決められている上限レベルになったと検知したときは、供給ポンプ７２が停止してインクの供給は停止される。 On the upper wall of the sub tank 80, an air release valve 84 for fixing the internal pressure of the sub tank 80 to atmospheric pressure is fixed. By opening the atmosphere release valve 84, the internal pressure of the sub tank 80 becomes equal to the atmospheric pressure. The sub tank 80 is provided with a well-known liquid level detection sensor 86 for detecting the liquid level of the ink (stored ink) stored in the sub tank 80. When the liquid level detection sensor 86 detects that the ink level in the sub tank 80 has become below a certain level, the supply pump 72 starts to operate and ink is sucked from the ink tank 70 and supplied to the sub tank 80. On the other hand, when the liquid level detection sensor 86 detects that the ink level in the sub tank 80 has reached a predetermined upper limit level, the supply pump 72 is stopped and the ink supply is stopped.

インクタンク７０には、このインクタンク７０内のインクの有無を検出する検出センサ（図示せず）が取り付けられている。また、プリンタ１０の本体にインクタンク７０を装着するときに接続されるエア−流路には、インクタンク７０の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ７４が取り付けられている。 A detection sensor (not shown) that detects the presence or absence of ink in the ink tank 70 is attached to the ink tank 70. An air release valve 74 for bringing the internal pressure of the ink tank 70 to atmospheric pressure is attached to an air flow path connected when the ink tank 70 is attached to the main body of the printer 10.

印字ヘッド２２Ｋのクリ−ニング動作について説明する。 The cleaning operation of the print head 22K will be described.

ここでいうクリ−ニング動作とは、印字ヘッド２２Ｋのインク吐出品位を継続的に維持するために行われる動作をいい、経過時間や吐出状況等の条件を満たした場合、又は、画像品位に異状が見られる場合等に自動的に若しくは任意で実施される。 The cleaning operation herein refers to an operation performed to continuously maintain the ink discharge quality of the print head 22K, and when conditions such as elapsed time and discharge status are satisfied, or the image quality is abnormal. This can be done automatically or optionally when the

図４のフローに示すように、クリーニング動作は、クリーニング指令を受信することにより開始される（Ｓ４０１）。クリーニング指令を受信した後、大気開放バルブ８４、加圧バルブ６７、待機バルブ６９が順次に開放される（Ｓ４０２〜Ｓ４０４）。続いて、循環ポンプ６８が作動して（矢印Ｃ方向の回転）（Ｓ４０５）、サブタンク８０からインク流路６４を経由して印字ヘッド２２Ｋにインクが圧送される。このインクの圧送によって、記録動作中等にフィルタ−９０のサブタンク８０側に溜まった泡を再びサブタンク８０へ押し流す。 As shown in the flow of FIG. 4, the cleaning operation is started by receiving a cleaning command (S401). After receiving the cleaning command, the atmosphere release valve 84, the pressurization valve 67, and the standby valve 69 are sequentially opened (S402 to S404). Subsequently, the circulation pump 68 is activated (rotation in the direction of arrow C) (S405), and ink is pumped from the sub tank 80 to the print head 22K via the ink flow path 64. By this ink pumping, bubbles accumulated on the side of the sub tank 80 of the filter 90 during the recording operation or the like are pushed again into the sub tank 80.

循環ポンプ６８を一定時間だけ作動させた後、加圧バルブ６７を閉めて（Ｓ４０６）インク流路６６を遮断する（閉じる）。これにより印字ヘッド２２Ｋの液室２２Ｋｒに大きな正圧力が加わる（作用する）。この大きな正圧力によって、印字ヘッド２２Ｋの各ノズル２２Ｋｎからはインクが排出されて、このノズル２２Ｋｎやその周辺部に存在する泡やゴミ等の異物が除去される。 After the circulation pump 68 is operated for a predetermined time, the pressure valve 67 is closed (S406), and the ink flow path 66 is shut off (closed). As a result, a large positive pressure is applied (acts) to the liquid chamber 22Kr of the print head 22K. With this large positive pressure, ink is discharged from each nozzle 22Kn of the print head 22K, and foreign matters such as bubbles and dust existing in the nozzle 22Kn and its peripheral part are removed.

さらに一定時間経過後、循環ポンプ６８を停止させ（Ｓ４０７）、待機バルブ６９と大気開放バルブ８４を順に閉じる（Ｓ４０８、Ｓ４０９）。なお、この状態では印字ヘッド２２Ｋの各ノズル２２Ｋｎの開口を含むフェイス面２２Ｋｓにインクが付着して汚れた状態である。この汚れを除去するために、図５に示すように、キャッピング機構５０に固定されたワイパー５２でフェイス面２２Ｋｓを拭く。この動作の際は、先ず、図５（ａ）に示すように、印字ヘッド２２Ｋが回復キャップ５４の上方に移動する（Ｓ４１０）。続いて、回復キャップ５４が矢印Ｂ方向に移動することにより、図５（ｂ）に示すように、フェイス面２２Ｋｓに付着しているインクなどの汚れがワイパー５２で拭き取られる（Ｓ４１１）。この動作はワイピング動作と呼ばれる。ワイピング動作終了後は、図５（ｃ）に示すように、印字ヘッド２２Ｋは再びキャッピングされて待機状態となる（Ｓ４１２）。この待機状態にある印字ヘッド２２Ｋはフェイス面２２Ｋｓを回復キャップ５４でキャッピングされている（塞がれている）ので、ノズル２２Ｋｎにあるインクの増粘が防止される。なお、印字ヘッド２２Ｋから排出されたインク（廃インク）は回復キャップ５４に受けられて吸引ポンプ９２（図３参照）によって吸引される。この廃インクはフィルター９４（図３参照）で濾過されて異物が除去された（スクリ−ニングした）後にインクタンク７０に再び戻される。また、上記したワイピング動作だけが適宜のタイミングで実施されることがある。 Further, after a predetermined time has elapsed, the circulation pump 68 is stopped (S407), and the standby valve 69 and the atmosphere release valve 84 are closed in order (S408, S409). In this state, ink adheres to the face surface 22Ks including the opening of each nozzle 22Kn of the print head 22K and is dirty. In order to remove this dirt, the face surface 22Ks is wiped with a wiper 52 fixed to the capping mechanism 50 as shown in FIG. In this operation, first, as shown in FIG. 5A, the print head 22K moves above the recovery cap 54 (S410). Subsequently, when the recovery cap 54 moves in the direction of arrow B, as shown in FIG. 5B, dirt such as ink adhering to the face surface 22Ks is wiped off by the wiper 52 (S411). This operation is called a wiping operation. After completion of the wiping operation, as shown in FIG. 5C, the print head 22K is capped again and enters a standby state (S412). Since the print head 22K in this standby state has its face surface 22Ks capped (closed) by the recovery cap 54, thickening of the ink in the nozzle 22Kn is prevented. The ink (waste ink) discharged from the print head 22K is received by the recovery cap 54 and sucked by the suction pump 92 (see FIG. 3). The waste ink is filtered by a filter 94 (see FIG. 3) to remove foreign matter (screened), and then returned to the ink tank 70 again. In addition, only the wiping operation described above may be performed at an appropriate timing.

図６と図７を参照して、循環ポンプ６８によって印字ヘッド２２Ｋ内の圧力を調整する技術について説明する。 A technique for adjusting the pressure in the print head 22K by the circulation pump 68 will be described with reference to FIGS.

図６は、インク供給装置を示す拡大図である。図７は、インクが循環する循環路における圧力の遷移を示す圧力遷移図である。これらの図では、図３に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。なお、図７の圧力遷移図とは、循環ポンプ６８を含むインク循環路を水平展開して各部における圧力を表したものである。また、図７における矢印の上の符号（数字）は各部材を表し（例えば６８は循環ポンプを表す）、矢印の左側（循環ポンプ６８では６８ＩＮ）がインク流入側の圧力であり、右側（循環ポンプ６８では６８ＯＵＴ）がインク流出側の圧力である。 FIG. 6 is an enlarged view showing the ink supply device. FIG. 7 is a pressure transition diagram showing a pressure transition in a circulation path through which ink circulates. In these drawings, the same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. The pressure transition diagram of FIG. 7 represents the pressure in each part by horizontally developing the ink circulation path including the circulation pump 68. Also, the reference numerals (numerals) above the arrows in FIG. 7 represent each member (for example, 68 represents a circulation pump), the left side of the arrows (68IN for the circulation pump 68) is the pressure on the ink inflow side, and the right side (circulation) In the pump 68, 68OUT) is the pressure on the ink outflow side.

上記した加圧バルブ６７、待機バルブ６９、及び大気開放バルブ８４としては、図６に示すように、ソレノイドのプランジャー１３０に一体化されたバルブシ−ト１３２によってインク流路の遮断を行う電磁バルブが採用されるが、本発明においてはこれらの方式を何ら限定するものではなく他の方式のものを採用しても何ら問題無い。また、循環ポンプ６８としてはギアポンプを用いたが、チューブポンプや、他の方式のポンプを用いてもよい。 As the above-described pressurizing valve 67, standby valve 69, and atmosphere release valve 84, as shown in FIG. 6, an electromagnetic valve that shuts off the ink flow path by a valve sheet 132 integrated with a solenoid plunger 130. However, in the present invention, these methods are not limited at all, and there is no problem even if other methods are adopted. Further, although the gear pump is used as the circulation pump 68, a tube pump or another type of pump may be used.

記録時には印字ヘッド２２Ｋに適正な負圧を付与する（印字ヘッド２２Ｋのインク吐出口（ノズルの出口）においてインクのメニスカスが形成されるような圧力をインクに与える）必要がある。この場合、加圧バルブ６７、待機バルブ６９、及び大気開放バルブ８４は開放状態にある。この状態で循環ポンプ６８が矢印Ｄ方向に回転するように駆動させることにより、サブタンク８０内のインクはサブタンク８０から順に、加圧バルブ６７、フィルタ９０、印字ヘッド２２Ｋの液室２２Ｋｒ、フィルタ９１、待機バルブ６９、循環ポンプ６８を経て再びサブタンク８０に戻される。 At the time of recording, it is necessary to apply an appropriate negative pressure to the print head 22K (applying pressure to the ink so that an ink meniscus is formed at the ink discharge port (nozzle outlet) of the print head 22K). In this case, the pressurization valve 67, the standby valve 69, and the air release valve 84 are in an open state. In this state, the circulation pump 68 is driven so as to rotate in the direction of arrow D, so that the ink in the subtank 80 sequentially starts from the subtank 80, the pressure valve 67, the filter 90, the liquid chamber 22Kr of the print head 22K, the filter 91, It returns to the sub tank 80 again via the standby valve 69 and the circulation pump 68.

上記のように循環するインクの各部（例えば循環ポンプ６８のインク吸引側６８ＩＮとインク排出側６８ＯＵＴ）における圧力は、図７に示すように、サブタンク８０から始まるインク循環路においては、バルブ６７，６９、フィルタ９０，９１など、圧力損失が生じる部材にかかる度に負圧が大きくなり、循環ポンプ６８のインク流入（吸引）側６８ＩＮで最大となる。この循環ポンプ６８によってインクは正圧を付与されサブタンク８０に圧送されて戻される。 As shown in FIG. 7, the pressure at each part of the ink circulating (for example, the ink suction side 68IN and the ink discharge side 68OUT of the circulation pump 68) in the ink circulation path starting from the sub tank 80, as shown in FIG. The negative pressure increases each time the pressure loss member such as the filters 90 and 91 is applied, and becomes maximum on the ink inflow (suction) side 68IN of the circulation pump 68. The circulation pump 68 applies a positive pressure to the ink and pumps the ink back to the sub tank 80.

上記の図７に示される圧力遷移図における圧力（負圧）は循環ポンプ６８の流量（循環するインクの流量）にほぼ比例し増減する。このため、この流量を制御することにより、印字ヘッド２２Ｋに付与する（作用する）圧力（図７ではＱ〜Ｒの範囲内の負圧）を制御できる。また、印字ヘッド２２Ｋの液室２２Ｋｒにおいては、液室２２Ｋｒ内の流路断面積を広くするなどの工夫をすることにより、この液室２２Ｋｒ内における圧力損失（Ｑ―Ｒ）を抑制できるので、液室２２Ｋｒに連通する複数のノズルに渡って一定した圧力（負圧）を付与できる。 The pressure (negative pressure) in the pressure transition diagram shown in FIG. 7 increases or decreases in proportion to the flow rate of the circulation pump 68 (flow rate of circulating ink). For this reason, by controlling this flow rate, it is possible to control the pressure applied (acting) to the print head 22K (in FIG. 7, a negative pressure within the range of Q to R). Further, in the liquid chamber 22Kr of the print head 22K, the pressure loss (QR) in the liquid chamber 22Kr can be suppressed by devising such as widening the cross-sectional area of the flow path in the liquid chamber 22Kr. A constant pressure (negative pressure) can be applied across a plurality of nozzles communicating with the liquid chamber 22Kr.

図８から図１１までを参照して、待機モ−ドから記録動作までの手順を説明する。 The procedure from the standby mode to the recording operation will be described with reference to FIGS.

図８は、待機モ−ドから記録動作までの手順を示すフロー図である。図９（ａ）は、回復キャップにキャッピングされた印字ヘッドを示す模式図であり、（ｂ）は、記録動作中の印字ヘッドの位置を示す模式図である。図１０（ａ）は、水頭差だけに起因するインク循環路での圧力を示すグラフであり、（ｂ）は、循環ポンプを用いたときのインク循環路での圧力を示すグラフである。図１１は、印刷デューティ（吐出デューティ）が０％と１００％のときにおけるインク循環路での圧力を示すグラフである。図１０及び図１１における符号は、図７における符号と同じものである。 FIG. 8 is a flowchart showing a procedure from the standby mode to the recording operation. FIG. 9A is a schematic diagram showing the print head capped by the recovery cap, and FIG. 9B is a schematic diagram showing the position of the print head during the recording operation. FIG. 10A is a graph showing the pressure in the ink circulation path due to only the water head difference, and FIG. 10B is a graph showing the pressure in the ink circulation path when the circulation pump is used. FIG. 11 is a graph showing the pressure in the ink circulation path when the printing duty (ejection duty) is 0% and 100%. The reference numerals in FIGS. 10 and 11 are the same as those in FIG.

待機モ−ド時に印字指令を受信することにより（Ｓ８０１）、大気開放バルブ８４が開放される（Ｓ８０２）。続いて、加圧バルブ６７が開いてインク流路６６が開放される（Ｓ８０３）。本実施例ではサブタンク８０が印字ヘッド２２Ｋの上方に配置されているので、大気開放バルブ８４と加圧バルブ６７が開くことにより印字ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎには水頭圧力ｈ１（図１０（ａ）参照）が作用し、サブタンク８０からインク流路６６を通って印字ヘッド２２Ｋにインクが流れ込もうとする。ここで、待機バルブ６９を開いて（Ｓ８０４）循環ポンプ６８を作動させることにより（Ｓ８０５）、上記の負圧が発生するので、水頭圧力ｈ１（図１０（ａ）参照）が消滅して、図１０（ｂ）に示すように、印字ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎには負圧ｈ２が付与される（作用する）。この結果、上述したように、印字ヘッド２２Ｋ内のインクに負圧が与えられてインク吐出口においてインクのメニスカスが形成されることとなる。 By receiving a print command in the standby mode (S801), the atmosphere release valve 84 is opened (S802). Subsequently, the pressure valve 67 is opened and the ink flow path 66 is opened (S803). In this embodiment, since the sub-tank 80 is disposed above the print head 22K, when the atmosphere release valve 84 and the pressurization valve 67 are opened, the water head pressure h1 is applied to the nozzle 22Kn of the print head 22K (see FIG. 10A). ) Acts to cause ink to flow from the sub tank 80 through the ink flow path 66 to the print head 22K. Here, by opening the standby valve 69 (S804) and operating the circulation pump 68 (S805), the negative pressure is generated, so the water head pressure h1 (see FIG. 10 (a)) disappears, and FIG. As shown in FIG. 10B, a negative pressure h2 is applied (acts) to the nozzle 22Kn of the print head 22K. As a result, as described above, negative pressure is applied to the ink in the print head 22K, and an ink meniscus is formed at the ink discharge port.

続いて、印字ヘッド２２Ｋをワイピング位置へ移動させて（Ｓ８０６）、図４と図５を参照して説明したワイピング動作を実施し（Ｓ８０７）、その後、図９（ｂ）に示すように、印字ヘッド２２Ｋを降下させて記録位置に移動させる（Ｓ８０８）。上述したようにサブタンク８０、インク流路６４，６６、及び印字ヘッド２２Ｋは同一のフレームに固定されているので、印字ヘッド２２Ｋが降下してもインク流路６４，６６は確保されたままであり、印字ヘッド２２Ｋには上記の負圧ｈ２が作用したままである。また、これらが同一フレームに取り付けられていない場合であっても、相対的な位置関係が変化しなければ同様に負圧ｈ２は維持される。 Subsequently, the print head 22K is moved to the wiping position (S806), and the wiping operation described with reference to FIGS. 4 and 5 is performed (S807). Thereafter, as shown in FIG. The head 22K is lowered and moved to the recording position (S808). As described above, since the sub tank 80, the ink flow paths 64, 66, and the print head 22K are fixed to the same frame, the ink flow paths 64, 66 remain secured even when the print head 22K is lowered. The negative pressure h2 remains applied to the print head 22K. Even if they are not attached to the same frame, the negative pressure h2 is similarly maintained if the relative positional relationship does not change.

上記のように印字ヘッド２２Ｋが降下して所定の記録位置に達した後、記録動作（画像形成）が実行される（Ｓ８０９）。この記録動作の終了後、図９（ａ）に示すように、印字ヘッド２２Ｋは上昇して回復キャップ５４によってキャッピングされる（Ｓ８１０）。その後、循環ポンプ６８の作動を停止し（Ｓ８１１）、続いて、待機バルブ６９を閉めて（Ｓ８１２）加圧バルブ６７を閉め（Ｓ８１３）、さらに大気開放バルブ８４を閉めて（Ｓ８１４）再び待機モ−ドとなって、このフローを終了する。 After the print head 22K is lowered and reaches a predetermined recording position as described above, a recording operation (image formation) is executed (S809). After the end of the recording operation, as shown in FIG. 9A, the print head 22K is raised and capped by the recovery cap 54 (S810). Thereafter, the operation of the circulation pump 68 is stopped (S811), then the standby valve 69 is closed (S812), the pressurization valve 67 is closed (S813), and the atmosphere release valve 84 is further closed (S814). -This is the end of this flow.

ところで、記録動作中はノズル２２Ｋｎからインクが吐出するので、液室２２Ｋｒからノズル２２Ｋｎにインクが供給されて液室２２Ｋｒ内のインクが減少する。この場合、記録スピ−ド（印字速度）に連動した印字ヘッド２２Ｋの吐出周波数、及び形成画像に依存ずる印字ヘッド２２Ｋのノズル全体に対する吐出ノズルの割合（印刷デューティ）に応じてインクの流れが発生し、インク循環路（インク流路６４，６６）を流れるインク量が変動することに起因して、印字ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎに作用する圧力が変動する。 Meanwhile, since ink is ejected from the nozzle 22Kn during the recording operation, ink is supplied from the liquid chamber 22Kr to the nozzle 22Kn, and the ink in the liquid chamber 22Kr is reduced. In this case, ink flow is generated in accordance with the ejection frequency of the print head 22K linked to the recording speed (printing speed) and the ratio of the ejection nozzles to the entire nozzles of the print head 22K (printing duty) depending on the formed image. Then, the pressure acting on the nozzles 22Kn of the print head 22K varies due to the variation in the amount of ink flowing through the ink circulation paths (ink flow paths 64 and 66).

ここで、ある一定の吐出周波数でインクを吐出すると仮定した場合、非吐出である印刷デューティ０％（全ノズルからインクを吐出しない）時の圧力遷移線１００１と、印刷デューティ１００％（全ノズルからインクを吐出する）時の圧力遷移線１００２に挟まれる範囲内で印字ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎ内の圧力は変動する。この圧力変動は印字ヘッド２２Ｋのインク吐出状態に影響を及ぼすので、循環ポンプ６８で循環させるインクの流量を制御することにより上記の圧力変動を抑制できる。この制御について説明する。 Here, assuming that ink is ejected at a certain ejection frequency, a pressure transition line 1001 at a non-ejection print duty of 0% (no ink ejected from all nozzles) and a print duty of 100% (from all nozzles) The pressure in the nozzles 22Kn of the print head 22K varies within a range sandwiched between the pressure transition lines 1002 when ink is ejected). Since the pressure fluctuation affects the ink discharge state of the print head 22K, the pressure fluctuation can be suppressed by controlling the flow rate of the ink circulated by the circulation pump 68. This control will be described.

ノズル２２Ｋｎから単位時間当たりに吐出するインクの量が低減していく場合は、循環ポンプ６８の回転数を上げて、循環するインクの量（インク流量）を増加させる。これにより、液室２２Ｋｒ内の負圧（すなわち、ノズル２２Ｋｎ内の負圧）が大きくなる（負圧が上昇する）。従って、インク吐出量の低減に伴う印字ヘッド２２Ｋ内の負圧の下降が抑えられるので、印字ヘッド２２Ｋ内を一定の負圧に保てる。 When the amount of ink ejected from the nozzle 22Kn per unit time decreases, the number of circulating ink (ink flow rate) is increased by increasing the number of revolutions of the circulation pump 68. Thereby, the negative pressure in the liquid chamber 22Kr (that is, the negative pressure in the nozzle 22Kn) increases (the negative pressure increases). Accordingly, since the decrease in the negative pressure in the print head 22K due to the reduction in the ink discharge amount is suppressed, the inside of the print head 22K can be maintained at a constant negative pressure.

一方、ノズル２２Ｋｎから単位時間当たりに吐出するインクの量が増加していく場合は、循環ポンプ６８の回転数を下げて、循環するインクの量（インク流量）を減少させる。また、単位時間当たりのインクの吐出量が特に多い場合には循環ポンプ６８の作動を停止もしくは逆転させる。これにより、液室２２Ｋｒ内の負圧（すなわち、ノズル２２Ｋｎ内の負圧）が小さくなる（負圧が下降する）。従って、印字ヘッド２２Ｋ内が過度に負圧になることが防止される。上記のような制御をすることによりノズル２２Ｋｎに常に適切な負圧を付与できる。 On the other hand, when the amount of ink ejected from the nozzle 22Kn per unit time increases, the rotational speed of the circulation pump 68 is decreased to decrease the amount of ink circulating (ink flow rate). When the ink discharge amount per unit time is particularly large, the operation of the circulation pump 68 is stopped or reversed. Thereby, the negative pressure in the liquid chamber 22Kr (that is, the negative pressure in the nozzle 22Kn) is reduced (the negative pressure is lowered). Accordingly, it is possible to prevent the print head 22K from becoming excessively negative pressure. By controlling as described above, an appropriate negative pressure can always be applied to the nozzle 22Kn.

上記のような制御を実施するためには、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力の変動を検出するために圧力検出センサ８１（図３等参照）を液室２２Ｋｒ中に配置しておき、この圧力検出センサ８１の検出値を循環ポンプ６８の駆動回路にフィ−ドバックさせる方法が考えられる。すなわち、圧力検出センサ８１で検出された圧力に基づいて循環ポンプ６８の回転数を制御して、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力を調整する。この調整については、図１２と図１３を参照して後述する。なお、圧力検出センサ８１は、検出値と液室２２Ｋｒに実際に加わる圧力との相関関係が明らかになっており、それが制御テーブルに反映されていれば、循環路中の他の場所に配置してもよい。 In order to carry out the control as described above, a pressure detection sensor 81 (see FIG. 3 and the like) is disposed in the liquid chamber 22Kr in order to detect pressure fluctuations in the print head 22K, and this pressure detection sensor. A method of feeding back the detected value 81 to the drive circuit of the circulation pump 68 is conceivable. That is, the rotational speed of the circulation pump 68 is controlled based on the pressure detected by the pressure detection sensor 81, and the pressure in the print head 22K is adjusted. This adjustment will be described later with reference to FIGS. In addition, if the correlation between the detected value and the pressure actually applied to the liquid chamber 22Kr has been clarified and the pressure detection sensor 81 is reflected in the control table, the pressure detection sensor 81 is disposed in another place in the circulation path. May be.

また、形成画像及びインク吐出の頻度（周波数）に基づいて循環ポンプ６８の最適な駆動テ−ブルを予め作成しておき、この駆動テ−ブルに基づいて循環ポンプ６８を駆動させる方法が考えられる。すなわち、印字ヘッド２２Ｋから吐出されるインクの単位時間当たりの量に基づいて循環ポンプ６８の回転数を制御して、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力を調整する。なお、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力変動に起因するノズル２２Ｋｎからのインク吐出状態の変化が形成画像の品位上問題のないレベルであれば、循環ポンプ６８は一定条件での作動を行ってもよい。 In addition, an optimal drive table for the circulation pump 68 is created in advance based on the formed image and the frequency (frequency) of ink ejection, and the circulation pump 68 is driven based on this drive table. . That is, the pressure in the print head 22K is adjusted by controlling the rotational speed of the circulation pump 68 based on the amount of ink discharged from the print head 22K per unit time. If the change in the ink discharge state from the nozzles 22Kn due to the pressure fluctuation in the print head 22K is at a level that does not cause a problem in the quality of the formed image, the circulation pump 68 may operate under a certain condition.

上記した圧力検出センサ８１で検出された圧力に基づいて循環ポンプ６８の回転数を制御して、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力を調整する技術について図１２と図１３を参照して詳細に説明する。 A technique for adjusting the pressure in the print head 22K by controlling the rotational speed of the circulation pump 68 based on the pressure detected by the pressure detection sensor 81 will be described in detail with reference to FIGS.

図１２は、図６のインク供給装置が動作する際の一例を示すタイムチャートである。図１３は、図６のインク供給装置が動作する手順の一例を示すフロー図である。 FIG. 12 is a time chart showing an example when the ink supply apparatus of FIG. 6 operates. FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a procedure in which the ink supply device of FIG. 6 operates.

先ず、図１２を参照して、図６のインク供給装置の動作を、印字ヘッド２２Ｋの印刷デューティと印字ヘッド２２Ｋに作用する圧力との観点から説明する。 First, with reference to FIG. 12, the operation of the ink supply device of FIG. 6 will be described from the viewpoint of the print duty of the print head 22K and the pressure acting on the print head 22K.

印字ヘッド２２Ｋからインクを吐出しない非吐出時の状態（印刷デューティＯＦＦ（０％）の状態）３０１にあって、循環ポンプ６８は印字ヘッド２２Ｋをインク吐出動作可能な状態とするために、符号３０２で示すように循環ポンプ６８が一定圧力を発生するようにし、符号３０３で示すように印字ヘッド２２Ｋの圧力を制御する。印字ヘッド２２Ｋからインク吐出を開始する場合（符号３０４）は、このインク吐出に先立って循環ポンプ６８が発生する圧力を大気圧（０ｍｍＡｑ）に予め近づける（負圧を減らす）（符号３０６、３０５）。また、印刷が開始された後も、印刷デューティの変化に応じてポンプ発生圧力の調整を行う。これらにより、インク吐出による圧力変化を緩和し、負圧が好ましいインク吐出可能領域内３０７に制御されるようにする。ここで、大気圧に近づけてもインク吐出可能領域内３０７に収まらない場合は、循環ポンプ６８を正転（インク供給方向へ回転）させて、大気圧よりも高い圧力状態（正圧）３１１になるように制御する。逆に、印刷デューティが減少する場合（符号３１０）は、ポンプ発生圧力を負圧にする（符号３０９）。 In the non-ejection state (printing duty OFF (0%) state) 301 in which ink is not ejected from the print head 22K, the circulation pump 68 has a reference numeral 302 in order to make the print head 22K ready for ink ejection. The circulating pump 68 generates a constant pressure as indicated by, and the pressure of the print head 22K is controlled as indicated by reference numeral 303. When ink discharge is started from the print head 22K (reference numeral 304), the pressure generated by the circulation pump 68 prior to the ink discharge is brought close to the atmospheric pressure (0 mmAq) in advance (reduced negative pressure) (reference numerals 306 and 305). . Even after printing is started, the pump-generated pressure is adjusted in accordance with the change in the printing duty. As a result, the pressure change due to ink ejection is alleviated, and the negative pressure is controlled within the preferable ink ejectable area 307. Here, when the pressure does not fall within the ink dischargeable area 307 even when the pressure is close to the atmospheric pressure, the circulation pump 68 is rotated forward (rotated in the ink supply direction) to a pressure state (positive pressure) 311 higher than the atmospheric pressure. Control to be. On the contrary, when the print duty decreases (reference numeral 310), the pump-generated pressure is set to a negative pressure (reference numeral 309).

以上のような印刷デューティに基づいて循環ポンプ６８の駆動を制御することにより、インクの慣性力に起因した印刷デューティの変化への応答の遅れによって不規則な圧力変化（符号３０８）は見られるものの、概ね負圧が好ましいインク吐出可能領域内３０７に制御されるようになる。 By controlling the driving of the circulation pump 68 based on the print duty as described above, an irregular pressure change (reference numeral 308) is observed due to a delay in response to the print duty change due to the inertial force of the ink. In general, the negative pressure is controlled within the preferable ink dischargeable area 307.

図１３を参照して圧力制御の手順の一例を示す。この手順は、図２に示したプリンタの制御系の構成にあっては、ＲＯＭ１０４に格納されたプログラム等に従ってＣＰＵ１００が実行する。 An example of the pressure control procedure will be described with reference to FIG. This procedure is executed by the CPU 100 in accordance with the program stored in the ROM 104 in the configuration of the printer control system shown in FIG.

まず、印刷データの有無を確認し（Ｓ１３０１）、印刷データがある場合は、循環ポンプ６８を回転させ始め（Ｓ１３０２）、印刷を開始する（Ｓ１３０３）。続いて、上記の圧力検出センサ８１で圧力を検出する（Ｓ１３０４）。この検出された圧力が所定範囲内のときは、循環ポンプ６８をそのまま回転させて印刷を続行し、印刷が終了したか否かが判定される（Ｓ１３０５）。印刷が終了したと判定されたときは、このフローを終了する。印刷が終了していないと判定されたときは、Ｓ１３０４に戻って、再び、上記の圧力検出センサ８１で圧力を検出する（Ｓ１３０４）。 First, the presence / absence of print data is confirmed (S1301). If print data is present, the circulation pump 68 is started to rotate (S1302), and printing is started (S1303). Subsequently, the pressure is detected by the pressure detection sensor 81 (S1304). When the detected pressure is within the predetermined range, the circulation pump 68 is rotated as it is to continue printing, and it is determined whether or not printing is finished (S1305). When it is determined that the printing is finished, this flow is finished. If it is determined that printing has not ended, the process returns to S1304, and the pressure is detected again by the pressure detection sensor 81 (S1304).

Ｓ１３０４において検出された圧力が所定の下限値よりも高い場合は、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力が大気圧よりも高くなるおそれがあるので、循環ポンプ６８の回転数を速めることにより印字ヘッド２２Ｋ内の圧力が上記の所定範囲内になるように制御し（Ｓ１３０６）、印刷が終了したか否かが判定される（Ｓ１３０５）。印刷が終了したと判定されたときは、このフローを終了する。印刷が終了していないと判定されたときは、Ｓ１３０４に戻って、再び、上記の圧力検出センサ８１で圧力を検出する（Ｓ１３０４）。 If the pressure detected in S1304 is higher than the predetermined lower limit value, the pressure in the print head 22K may become higher than the atmospheric pressure. Therefore, by increasing the rotational speed of the circulation pump 68, the pressure in the print head 22K is increased. The pressure is controlled so as to be within the predetermined range (S1306), and it is determined whether or not the printing is finished (S1305). When it is determined that the printing is finished, this flow is finished. If it is determined that printing has not ended, the process returns to S1304, and the pressure is detected again by the pressure detection sensor 81 (S1304).

Ｓ１３０４において検出された圧力が所定の下限値よりも低い場合は、印字ヘッド２２Ｋ内の圧力が大気圧よりもかなり低くなりインクが吐出しないおそれがあるので、循環ポンプ６８の回転数を下げて（遅くして）印字ヘッド２２Ｋ内の圧力が上記の所定範囲内になるように制御し（Ｓ１３０７）、印刷が終了したか否かが判定される（Ｓ１３０５）。印刷が終了したと判定されたときは、このフローを終了する。印刷が終了していないと判定されたときは、Ｓ１３０４に戻って、再び、上記の圧力検出センサ８１で圧力を検出する（Ｓ１３０４）。 If the pressure detected in S1304 is lower than the predetermined lower limit value, the pressure in the print head 22K is considerably lower than the atmospheric pressure and ink may not be ejected, so the rotational speed of the circulation pump 68 is decreased ( Control is performed so that the pressure in the print head 22K falls within the predetermined range (S1307), and it is determined whether printing is completed (S1305). When it is determined that the printing is finished, this flow is finished. If it is determined that printing has not ended, the process returns to S1304, and the pressure is detected again by the pressure detection sensor 81 (S1304).

なお、以上のようなソフトウエアの処理によらず、画像データの構成ビットを計数するカウンタと、そのカウント値に基づいて循環ポンプ６８を駆動するモータの制御を行う手段とをハードウエアにより構成することもできる。また、印刷の進捗に応じて印刷デューティが変化した時に制御を行うのではなく、予め印刷データに基づいてポンプの制御曲線を定め、これに基づいてフィードフォワード的にポンプ制御を行うようにしてもよい。 Regardless of the software processing described above, the counter for counting the constituent bits of the image data and the means for controlling the motor that drives the circulation pump 68 based on the count value are configured by hardware. You can also. Further, instead of performing control when the print duty changes according to the progress of printing, a pump control curve is determined based on print data in advance, and pump control is performed feedforward based on this. Good.

ところで、インクを吐出させる為のエネルギーとして発熱素子から発生される熱エネルギーを用いた所謂バブルジェット記録方式を採用した印字ヘッドや、他のインク吐出方式（例えば、圧電素子を用いた方式等）の印字ヘッドでは、インク吐出の際にノズル内に生成した泡の残泡、インク中の溶存ガスの溶出物などが液室などに滞留してインクの吐出に悪影響を与えるおそれがある。本発明では画像形成中に、印字ヘッド２２Ｋの液室２２Ｋｒを含むインク流路内でインクを循環させるので、上記の泡はフィルタ９０，９１で捕集されてサブタンク８０に運ばれ、このサブタンク８０でインクから分離される。このため、泡などが液室２２Ｋｒ内に累積して堆積することが無く、継続的に安定してインクが吐出される。 By the way, a print head that employs a so-called bubble jet recording system that uses thermal energy generated from a heating element as energy for ejecting ink, or another ink ejection system (for example, a system that uses a piezoelectric element). In the print head, bubbles remaining in the nozzles during ink discharge, dissolved gas eluates in the ink, etc. may stay in the liquid chamber and have a negative effect on ink discharge. In the present invention, since the ink is circulated in the ink flow path including the liquid chamber 22Kr of the print head 22K during image formation, the bubbles are collected by the filters 90 and 91 and conveyed to the sub tank 80. Separated from the ink. For this reason, bubbles do not accumulate and accumulate in the liquid chamber 22Kr, and ink is ejected continuously and stably.

以上説明したように、インク供給装置６０によれば、循環ポンプ６８を駆動することによりインク流路６４，６６をインクが循環し、サブタンク８０と液室２２Ｋｒとの間でインクが循環することとなる。この循環の際に、インク流路６４，６６における圧力損失によって負圧が発生し、この負圧が液室２２Ｋｒに作用して印字ヘッド２２Ｋ内のインク（ノズル２２Ｋｎ内のインク）に作用する圧力を適正な範囲内の負圧に保てる。この結果、記録品位が向上する。また、サブタンク８０と印字ヘッド２２Ｋの位置関係が限定されないので装置全体構成の自由度が向上する。さらに、印字ヘッド２２Ｋの液室２２Ｋｒ内のインクが循環してサブタンク８０に戻るので、液室２２Ｋｒ内のインク中に存在する気泡を液室２２Ｋｒから除去できる。この結果、インクの吐出がいっそう安定する。 As described above, according to the ink supply device 60, by driving the circulation pump 68, the ink circulates through the ink flow paths 64, 66, and the ink circulates between the sub tank 80 and the liquid chamber 22Kr. Become. During this circulation, a negative pressure is generated due to a pressure loss in the ink flow paths 64 and 66, and this negative pressure acts on the liquid chamber 22Kr to act on the ink in the print head 22K (ink in the nozzle 22Kn). Can be maintained at a negative pressure within the proper range. As a result, the recording quality is improved. Further, since the positional relationship between the sub tank 80 and the print head 22K is not limited, the degree of freedom of the overall configuration of the apparatus is improved. Further, since the ink in the liquid chamber 22Kr of the print head 22K circulates and returns to the sub tank 80, bubbles existing in the ink in the liquid chamber 22Kr can be removed from the liquid chamber 22Kr. As a result, ink ejection is further stabilized.

上記した実施例１では、印字ヘッド２２Ｋよりも上方にサブタンク８０が配置されているが、本発明ではこのような配置に限定するものではない。この例として、印字ヘッド２２Ｋよりも下方にサブタンク８０が配置されたインク供給装置１６０について図１４を参照して説明する。 In the first embodiment described above, the sub tank 80 is disposed above the print head 22K, but the present invention is not limited to such an arrangement. As an example of this, an ink supply device 160 in which a sub tank 80 is disposed below the print head 22K will be described with reference to FIG.

図１４は、実施例２のインク供給装置を示す模式図である。この図では、図３に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。 FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an ink supply apparatus according to the second embodiment. In this figure, the same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.

実施例２のインク供給装置１６０では、印字ヘッド２２Ｋよりも下方にサブタンク８０が配置されている。このような位置関係であっても、印字ヘッド２２Ｋ内を適正な負圧に保つために外部から正圧力を与えるような場合においては循環ポンプ６８を利用できる。 In the ink supply device 160 according to the second embodiment, the sub tank 80 is disposed below the print head 22K. Even in such a positional relationship, the circulation pump 68 can be used when a positive pressure is applied from the outside in order to maintain an appropriate negative pressure in the print head 22K.

また、上記のように印字ヘッド２２Ｋとサブタンク８０の位置関係に拘らず循環ポンプ６８によって印字ヘッド２２Ｋ内を適切な負圧に保てるので、従来の水頭差による差圧に頼った装置等と比較して、サブタンク８０の設置位置の規制を受けることがなく、装置の設計自由度も向上する。 Further, as described above, since the inside of the print head 22K can be maintained at an appropriate negative pressure by the circulation pump 68 regardless of the positional relationship between the print head 22K and the sub tank 80, it is compared with a conventional device that relies on the differential pressure due to the water head difference. Thus, the installation position of the sub tank 80 is not restricted, and the degree of freedom in designing the apparatus is improved.

実施例1においては循環ポンプ６８を駆動させることにより、サブタンク８０と液室２２Ｋｒの間で循環するインクの流量を変化させ、印字ヘッド２２Ｋに付与する圧力を制御する例を述べたが、本発明ではインク流路６４，６６の圧力損失を可変にすることによっても、印字ヘッド２２Ｋに付与する圧力を制御できる。 In the first embodiment, the circulation pump 68 is driven to change the flow rate of the ink circulated between the sub tank 80 and the liquid chamber 22Kr, and the pressure applied to the print head 22K is controlled. Then, the pressure applied to the print head 22K can also be controlled by making the pressure loss of the ink flow paths 64 and 66 variable.

具体的には、実施例1の構成において、加圧バルブ６７（図６等参照）として、印加電圧によりプランジャ−１３０（図６等参照）のストロ−ク量が変位する比例電磁弁を用いる。プランジャー１３０の一端にはバルブシ−ト１３２が取り付けられており、そのストロ−ク量を制御することによってインク流路６６の流路断面積を可変でき、いわゆる可変流抵抗体とすることで印字ヘッド２２Ｋの液室２２Ｋｒに付与する負圧量を制御する。この構成においては、循環ポンプ６８の流量を一定として圧力制御が可能である。また、循環ポンプ６８及び加圧バルブ６７（比例電磁弁）双方によって圧力を制御してもよい。このような構成であっても実施例１と同様の効果を得られる。 Specifically, in the configuration of the first embodiment, a proportional solenoid valve in which the stroke amount of the plunger 130 (see FIG. 6 and the like) is displaced by the applied voltage is used as the pressurizing valve 67 (see FIG. 6 and the like). A valve sheet 132 is attached to one end of the plunger 130. By controlling the stroke amount, the cross-sectional area of the ink flow path 66 can be varied, and so-called variable flow resistors are used for printing. The amount of negative pressure applied to the liquid chamber 22Kr of the head 22K is controlled. In this configuration, pressure control is possible with the flow rate of the circulation pump 68 being constant. Further, the pressure may be controlled by both the circulation pump 68 and the pressurizing valve 67 (proportional electromagnetic valve). Even if it is such a structure, the effect similar to Example 1 is acquired.

なお、循環ポンプを含むインク循環路を備え、循環ポンプの作動時にインク循環路がもつ圧力損失によって発生した負圧を印字ヘッドに付与するシステムであれば本発明に包容される。また、インクを吐出する為のエネルギーとして発熱素子から発生される熱エネルギーを用いた、いわゆるバブルジェット記録方式を採用したインクジェット記録ヘッドに本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明には他の方式（例えば、圧電素子を用いた方式等）のインクジェット記録ヘッドにも適用できることは明らかである。 Any system that includes an ink circulation path including a circulation pump and applies a negative pressure generated by pressure loss of the ink circulation path to the print head when the circulation pump is operated is included in the present invention. Further, the case where the present invention is applied to an ink jet recording head that employs a so-called bubble jet recording method using heat energy generated from a heating element as energy for ejecting ink has been described as an example. It is obvious that the invention can be applied to other types of ink jet recording heads (for example, a method using a piezoelectric element).

また、本発明に係るインク供給装置を用いて記録媒体に画像を記録する（画像形成する）インクジェット方式画像形成装置の機械的構成としては、印字ヘッドを搭載したキャリッジを移動させる間に画像形成するシリアル記録方式であっても、記録媒体の幅に対応した長さの印字ヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させながら画像形成するフルライン記録方式であってもよい。 In addition, as a mechanical configuration of an ink jet image forming apparatus that records an image on a recording medium using the ink supply device according to the present invention (image formation), an image is formed while a carriage on which a print head is mounted is moved. Even the serial recording method may be a full line recording method in which an image is formed while moving the recording medium relative to a print head having a length corresponding to the width of the recording medium.

本発明のインク供給装置が組み込まれたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。FIG. 2 is a front view schematically illustrating an example of a printer in which the ink supply device of the invention is incorporated. 図１のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical system of the printer of FIG. 1. インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an ink supply device incorporated in an inkjet image forming apparatus. 印字ヘッドをクリーニングする際の手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the procedure at the time of cleaning a print head. インク吐出面からインクを拭き取る手順を示す模式図であり、（ａ）は拭き取り開始前を示し、（ｂ）は、拭き取り終了直後を示し、（ｃ）は、拭き取り終了後の待機状態を示す。It is a schematic diagram which shows the procedure of wiping off an ink from an ink discharge surface, (a) shows before wiping start, (b) shows immediately after completion | finish of wiping, (c) shows the standby state after completion | finish of wiping. インク供給装置を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows an ink supply apparatus. インクが循環する循環路における圧力の遷移を示す圧力遷移図である。It is a pressure transition diagram which shows the transition of the pressure in the circulation path where ink circulates. 待機モ−ドから記録動作までの手順を示すフロー図である。FIG. 6 is a flowchart showing a procedure from a standby mode to a recording operation. （ａ）は、回復キャップにキャッピングされた印字ヘッドを示す模式図であり、（ｂ）は、記録動作中の印字ヘッドの位置を示す模式図である。(A) is a schematic diagram showing a print head capped by a recovery cap, and (b) is a schematic diagram showing a position of the print head during a recording operation. （ａ）は、水頭差だけに起因するインク循環路での圧力を示すグラフであり、（ｂ）は、循環ポンプを用いたときのインク循環路での圧力を示すグラフである。(A) is a graph which shows the pressure in the ink circulation path resulting only from a water head difference, (b) is a graph which shows the pressure in the ink circulation path when a circulation pump is used. 印刷デューティ（吐出デューティ）が０％と１００％のときにおけるインク循環路での圧力を示すグラフである。It is a graph which shows the pressure in an ink circulation path when printing duty (discharge duty) is 0% and 100%. 図６のインク供給装置が動作する際の一例を示すタイムチャートである。7 is a time chart illustrating an example when the ink supply device of FIG. 6 operates. 図６のインク供給装置が動作する手順の一例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows an example of the procedure which the ink supply apparatus of FIG. 6 operate | moves. 実施例２のインク供給装置を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an ink supply device according to a second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０プリンタ
２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ印字ヘッド
２２Ｋｒ印字ヘッド２２Ｋの液室
６０インク供給装置
６４，６６インク流路
６７加圧バルブ
６８循環ポンプ
６９待機バルブ
７０インクタンク
８０サブタンク
８１圧力検出センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Printer 22K, 22C, 22M, 22Y Print head 22Kr Liquid chamber 60 of print head 22K Ink supply device 64, 66 Ink flow path 67 Pressurization valve 68 Circulation pump 69 Standby valve 70 Ink tank 80 Sub tank 81 Pressure detection sensor

Claims

インクを吐出するノズル及びこのノズルに連通する液室が形成された印字ヘッドと、
前記液室に供給されるインクが貯められるインク容器と、を備え、前記インク容器から前記液室にインクを供給するインク供給装置において、
前記インク容器と前記液室とを接続する第１インク流路と、
前記第１インク流路が接続された部分とは異なる部分で前記インク容器と前記液室とを接続する第２インク流路と、
前記第１インク流路に設けられ、前記インク容器と前記液室との間でインクを、前記第１インク流路及び前記第２インク流路を経由させることにより循環させる循環ポンプと、
前記液室内のインクに作用している圧力を検出する圧力検出センサと、
前記インク容器と前記液室との間に設けられ、前記第２インク流路から前記インク容器を経由せずに前記液室へと流れるインクに含まれる異物を濾過するフィルタと、
前記第２インク流路に設けられ、前記第２インク流路を開閉する開閉バルブとを備え、
前記循環ポンプは、前記第１インク流路から前記液室を経由させて前記第２インク流路にインクを圧送させる第１方向と、前記第２インク流路から前記液室を経由させて前記第２インク流路にインクを圧送させる第２方向とにインクを圧送可能であり、前記圧力検出センサで検出された圧力に基づいて、前記第２方向に流れるインクの量を変更し、
前記印字ヘッドをクリーニングする際、前記開閉バルブが開いた状態で、前記循環ポンプが前記第１方向にインクを圧送させることにより、前記フィルタに溜まった異物を押し流し、所定時間経過後、前記開閉バルブが閉じ、前記循環ポンプが前記第１方向にインクを圧送させることにより前記ノズルからインクを排出させることを特徴とするインク供給装置。 A print head in which a nozzle for discharging ink and a liquid chamber communicating with the nozzle are formed;
An ink container for storing ink to be supplied to the liquid chamber; and an ink supply device that supplies ink from the ink container to the liquid chamber.
A first ink flow path connecting the ink container and the liquid chamber;
A second ink channel that connects the ink container and the liquid chamber at a portion different from the portion to which the first ink channel is connected;
A circulation pump provided in the first ink flow path for circulating ink between the ink container and the liquid chamber by passing through the first ink flow path and the second ink flow path;
A pressure detection sensor for detecting a pressure acting on the ink in the liquid chamber;
A filter that is provided between the ink container and the liquid chamber and filters foreign matter contained in the ink flowing from the second ink flow path to the liquid chamber without passing through the ink container;
An open / close valve provided in the second ink flow path for opening and closing the second ink flow path,
The circulation pump includes a first direction in which ink is pumped from the first ink flow path to the second ink flow path through the liquid chamber, and the circulation pump from the second ink flow path to the liquid chamber through the liquid chamber. Ink can be pumped in a second direction for pumping ink into the second ink flow path, and the amount of ink flowing in the second direction is changed based on the pressure detected by the pressure detection sensor;
When cleaning the print head, the circulating pump pumps ink in the first direction while the open / close valve is open, so that foreign matter accumulated in the filter is washed away. Is closed, and the circulation pump discharges ink from the nozzles by pumping ink in the first direction .

前記循環ポンプは、ギアポンプ又はチューブポンプであることを特徴とする請求項１記載のインク供給装置。 The ink supply device according to claim 1, wherein the circulation pump is a gear pump or a tube pump.

前記循環ポンプは、
前記印字ヘッドから吐出されるインクの単位時間当たりの量に基づいて、前記インク循環路を循環させるインクの量を変更するものであることを特徴とする請求項１または２記載のインク供給装置。 The circulation pump is
3. The ink supply apparatus according to claim 1, wherein the amount of ink that circulates through the ink circulation path is changed based on the amount of ink discharged from the print head per unit time.

前記インク容器は、
前記インク容器に貯められたインクの液面が前記印字ヘッドの前記ノズルのインク吐出口よりも上方に位置するように配置されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインク供給装置。 The ink container is
The ink level stored in the ink container is disposed so as to be positioned above the ink discharge port of the nozzle of the print head. The ink supply device according to item.